触摸屏WIFI获取时间和天气预报相关的功能是怎样实现的

前几天发布了开源4.3寸触摸屏的文章，里面有WIFI获取时间和天气预报相关的功能，今天就来介绍一下这个功能是怎样实现的。  

1.底层驱动

首先，硬件上，单片机通过串口AT指令访问WIFI模块（ESP8266）。具体AT指令怎样写，可以参考之前的文章《单片机裸机环境下编写AT指令程序》。上电后，先配置WIFI模块的工作模式等，用到的AT指令如下：

1. 关闭回显     

ATE0                         

2. 设置为STA模式     

AT+CWMODE_DEF=1 

3. 设置WIFI名称和密码    

 AT+CWJAP_DEF=”SSID”,”Password” 

4. 开启DHCP    

 AT+CWDHCP_DEF=1,1 

5. 设置为单连接模式     

AT+CIPMUX=0           

6. 设置为透传模式    

 AT+CIPMODE=1             

2.获取网络时间 获取网络时间的方式有两种，对于较新版本的固件，可以直接通过AT指令来获取。（可以通过AT+GMR指令来查询固件的版本。） AT+CIPSNTPTIME? 对于较老版本的固件，不支持该AT指令，只能通过自己连接网络服务器来获取当前时间。具体需要的AT指令如下：

1.建立TCP链接    

AT+CIPSTART="TCP","www.beijing-time.org",80

2.打开传透模式    

AT+CIPSEND

3.收到‘>’符号后，随便发送个数据

4.等待接收数据

接收的数据可以先用网络调试助手来测试，如下，可以看到，数据中包含了当前的日期和时间信息，我们可以先找到字符串中“Data”的位置，再解析后面的数据。数据格式固定，直接按照字符位置解析就行。

需要注意的是，获取的这个时间是格林威治时间，与北京时间相差8个小时。

当然，也可以通过连接其它NTP时间服务器来获取时间，步骤是类似的。

3.获取天气预报 天气的获取就要比时间稍复杂一些，网上有很多可以提供天气预报的服务器，有些可以免费使用，一般都需要注册一个账号，这里以“心知天气”为例进行介绍。步骤如下：

1.注册账号。

在该网站注册一个账号：https://www.seniverse.com/。注册之后就可以通过其开放的API来获取天气预报。有免费版和付费版，区别在于访问频次和获取的天气信息内容不同。如下：



2.查看私钥。

在控制台查看账号的私钥，这个在程序中要用。

3.API。

有了这个私钥，我们就可以通过API来获取天气预报了，相关的API说明可以在这里查询：

https://seniverse.yuque.com/books/share/f4f9bf1a-d3d9-4a68-8996-950f8c88400e/sl6gvt#d29hl

先用网络调试助手测试一下：

可以看到，通过TCP连接服务器后，发送GET请求就可以收到天气预报数据，接下来就是解析数据了。

4.解析数据。

接收的数据是JSON格式的字符串，在单片机中我们可以移植cJSON来进行解析。cJSON是一个开源的C语音解析库，只有cJSON.c、cJSON.h两个文件，直接添加到工程中就可以使用相关函数。

程序如下：

 

void Weather_JSON( )
{  
    char *data;
    cJSON *root;
    cJSON *results;
    cJSON *last_update;
    cJSON *loc_json, *daily_json;
    cJSON *forecast_json;
    char *loc_tmp, *weather_tmp;
    int i = 0;


    data = (char*)(Uart1.RxBuf);//接受到的数据
    root = cJSON_Parse(data);
    if(root)
    {
        //printf("JSON格式正确:
%s

",cJSON_Print(root));    //输出json字符串
        results = cJSON_GetObjectItem(root, "results");
        results = cJSON_GetArrayItem(results,0);
        if(results)
        {
            loc_json = cJSON_GetObjectItem(results, "location");   //得到location键对应的值，是一个对象


            loc_tmp = cJSON_GetObjectItem(loc_json, "id") -> valuestring;
            //printf("城市ID:%s
",loc_tmp);
            loc_tmp = cJSON_GetObjectItem(loc_json, "name") -> valuestring;
            memset(loc_str,0,20);
            memcpy(loc_str,loc_tmp,strlen(loc_tmp));
          
            loc_tmp = cJSON_GetObjectItem(loc_json, "timezone") -> valuestring;
            //printf("城市时区:%s

",loc_tmp);


            daily_json = cJSON_GetObjectItem(results, "daily");
            if(daily_json)
            {
                Weather_Dat[0].Flag = 1;
                for(i = 0; i < 3; i++)
                {
                    forecast_json = cJSON_GetArrayItem(daily_json, i);
                    //weather_tmp = cJSON_GetObjectItem(forecast_json, "date") -> valuestring;//日期


                    weather_tmp = cJSON_GetObjectItem(forecast_json, "code_day") -> valuestring;//白天天气代码
                    Weather_Dat[i].Weathcode = atoi(weather_tmp);


                    //weather_tmp = cJSON_GetObjectItem(forecast_json, "code_night") -> valuestring;//晚上天气代码


                    weather_tmp = cJSON_GetObjectItem(forecast_json, "high") -> valuestring;//最高温度
                    memset(Weather_Dat[i].HighT,0,4);
                    memcpy(Weather_Dat[i].HighT,weather_tmp,strlen(weather_tmp));


                  
                    weather_tmp = cJSON_GetObjectItem(forecast_json, "low") -> valuestring;//最低温度
                    memset(Weather_Dat[i].LowT,0,4);
                    memcpy(Weather_Dat[i].LowT,weather_tmp,strlen(weather_tmp));
                  
                    weather_tmp = cJSON_GetObjectItem(forecast_json, "wind_direction") -> valuestring;//风向
                    memset(Weather_Dat[i].Wind_Dir,0,10);
                    memcpy(Weather_Dat[i].Wind_Dir,weather_tmp,strlen(weather_tmp));
                  
                    weather_tmp = cJSON_GetObjectItem(forecast_json, "wind_scale") -> valuestring;//风力
                    memset(Weather_Dat[i].WindScale,0,4);
                    memcpy(Weather_Dat[i].WindScale,weather_tmp,strlen(weather_tmp));
                  
                    weather_tmp = cJSON_GetObjectItem(forecast_json, "humidity") -> valuestring;//湿度
                    memset(Weather_Dat[i].Humi,0,4);
                    memcpy(Weather_Dat[i].Humi,weather_tmp,strlen(weather_tmp));
                }
            }
            else
            {
                //printf("daily json格式错误
");
                Weather_Dat[0].Flag = 0;
            }


        }
        else
        {
            Weather_Dat[0].Flag = 0;
            //printf("results格式错误:%s
", cJSON_GetErrorPtr());
        }
    }
    else
    {
        Weather_Dat[0].Flag = 0;
        //printf("JSON格式错误
");
    }
    cJSON_Delete(root);  
}

解析后，将有用数据转换为自己想要的格式存储在变量中。需要注意的是，cJSON可能占用较大的堆栈，因此堆栈需要设大一些。

 

总结一下，获取天气预报的步骤如下：

1.注册账号。

2.获取私钥。

3.连接服务器。

AT+CIPSTART="TCP”,” api.seniverse.com”,80

4..打开传透模式。

AT+CIPSEND

5..收到‘>’符号后，发送GET请求

GET https://api.seniverse.com/v3/weather/daily.json?key=your_key&location=ip&language=zh-Hans&unit=c&start=0&days=3

6.等待接收数据，并解析。

以上就是单片机通过AT指令访问WIFI模块获取网络时间和天气预报的方法，需要注意的是上述所有指令后面别忘了加回车换行符。   






审核编辑：刘清